高电缆化率对直流受端输电网谐波传递特性的影响

doi:10.3969/j.issn.1000-7229.2020.01.013

电力建设 ›› 2020, Vol. 41 ›› Issue (1): 106-113.doi: 10.3969/j.issn.1000-7229.2020.01.013

高电缆化率对直流受端输电网谐波传递特性的影响

耿晓红1, 文俊1，谈萌2, 贺冬珊1, 王思超1，韩民晓1

1. 华北电力大学电气与电子工程学院，北京市102206；2.先进输电技术国家重点实验室（全球能源互联网研究院有限公司），北京市 102209

出版日期:2020-01-01
作者简介:耿晓红（1994），女，硕士研究生，主要研究方向为高压直流输电的运行与控制及谐波分析；文俊（1963），女，教授，主要研究方向为高压直流输电的控制、运行分析及谐波分析；谈萌（1981），男，高级工程师，主要从事电力系统电能质量分析与控制技术方面的研究工作；贺冬珊（1994），女，硕士研究生，主要研究方向为高压直流输电的运行与控制及谐波分析；王思超（1994），女，硕士研究生，主要研究方向为高压直流输电的运行与控制及谐波分析；韩民晓（1963），男，教授，博士生导师，主要研究方向为电力电子在电力系统中的应用。
基金资助:
国家重点研发计划项目(2016YFB0900600)

Impact of High Cable Rate on Harmonic Transfer Characteristics of Transmission Power Grid at HVDC Receiving-End

GENG Xiaohong1, WEN Jun1, TAN Meng2, HE Dongshan1, WANG Sichao1, HAN Minxiao1

1. School of Electrical & Electronic Engineering, North China Electric Power University, Beijing 102206, China；2. State Key Laboratory of Advanced Power Transmission Technology (Global Energy Internet Research Institute Co., Ltd.), Beijing 102209, China

Online:2020-01-01
Supported by:
This work is supported by National Key Research and Development Program of China(No. 2016YFB0900600).

摘要/Abstract

摘要： 电缆线路占比增加将使直流受端输电网谐波传递特性发生改变。首先提出了电缆化率的概念，并推导出准确计及电缆化率的输电线路谐波模型，继而建立了计及电缆化率的交直流谐波经直流逆变站出线传递的谐波电压传递系数模型。最后，以上海宜华直流输电工程为例详细分析了在不同直流逆变站出线方式下电缆化率对直流受端输电网谐波相互传递特性的影响。研究结果表明：直流系统与受端输电网谐波相互传递特性受直流逆变站出线方式、线路参数、电缆化率及谐波频次制约；电缆化率增加会引起谐振频率左移，高频段谐波偏移程度更显著；所推导模型可根据线路实际参数、电缆化率定量分析谐波放大程度，作为未来受端输电网电缆线路规划及建设的重要依据。

关键词: 受端输电网, 电缆线路, 高压直流输电, 电缆化率, 输电线路谐波模型, 谐波电压传递系数

Abstract: Increasing the proportion of cable lines will change the harmonic transfer characteristics of the transmission power grid at HVDC receiving-end. In this paper, the concept of cable rate is proposed firstly, and the harmonic model of distribution parameters of transmission line that accurately considers the cable rate is derived. Then, the model of harmonic voltage transfer coefficient for AC and DC system harmonics transmitted through the outgoing line of HVDC inverter station is established, which considers the cable rate. Finally, taking Yihua HVDC project in Shanghai as an example, the influence of cable rate on harmonic interactive transfer characteristics of transmission power grid at HVDC receiving-end under different modes of outgoing line is analyzed in detail. The results show that the harmonic transfer characteristics between HVDC system and AC transmission power grid at receiving-end are constrained by modes of outgoing line at HVDC inverter station, parameters of outgoing line, cable rate and harmonic frequency；the increase of cable rate will cause the resonance frequency to shift to the left, and the offset in the high frequency is more serious. The derived model can quantitatively analyze the degree of harmonic amplification according to actual line parameters and cable rate, which is a significant basis for cable line planning and construction of receiving-end transmission grid in the future.

Key words: transmission power grid at receiving-end, cable line, HVDC transmission, cable rate, harmonic model of transmission line, harmonic voltage transfer coefficient

中图分类号:

TM 751

耿晓红, 文俊，谈萌2 贺冬珊1 王思超，韩民晓. 高电缆化率对直流受端输电网谐波传递特性的影响[J]. 电力建设, 2020, 41(1): 106-113.

GENG Xiaohong, WEN Jun, TAN Meng, HE Dongshan, WANG Sichao, HAN Minxiao. Impact of High Cable Rate on Harmonic Transfer Characteristics of Transmission Power Grid at HVDC Receiving-End[J]. Electric Power Construction, 2020, 41(1): 106-113.

参考文献

［1］刁冠勋，乔光尧，吉程，等.含多馈入直流输电的交流系统谐振特性［J］.电力建设，2015，36(6)：59-64.
DIAO Guanxun，QIAN Guangyao，JI Cheng，et al. Resonance characteristics of AC systems with MIDC transmission systems［J］. Electric Power Construction，2015，36(6)：59-64.
［2］赵婉君.高压直流输电工程技术［M］.北京：中国电力出版社，2011.
［3］王晓彤，项祖涛，班连庚，等.500 kV电缆线路工频参数的计算与分析［J］.电网技术，2013，37(8)：2310-2315.
WANG Xiaotong，XIANG Zutao，BAN Liangeng，et al.Calculation and analysis on power-frequency parameters for 500 kV cable lines［J］. Power System Technology，2013，37(8)：2310-2315.
［4］张华. 海淀500 kV电缆工程的技术研究与应用［D］.北京：华北电力大学，2014.
ZHANG Hua. Research and application of the technology of Haidian 500 kV cable project［D］. Beijing: North China Electric Power University, 2014.
［5］苍斌.电力电缆［M］. 北京：中国电力出版社，2010：1-2.
［6］徐政,钱洁.电缆电气参数不同计算方法及其比较［J］.高电压技术,2013,39(03):689-697.
XU Zheng, QIAN Jie. Comparison of different methods for calculating electrical parameters of power cables［J］ .High Voltage Engineering, 2013,39 (03): 689-697.
［7］刘书铭，徐永海，朱永强，等.特高压线路参数对线路谐波传递系数的影响［J］.电网技术，2010，34(1)：11-14.
LIU Shuming，XU Yonghai，ZHU Yongqiang，et al. Impact of transmission line parameters on harmonic transmission coefficients in 1 000 kV AC power transmission system［J］. Power System Technology，2010，34(1)：11-14.
［8］周胜军，陈畅，谈萌，等.基于频长因子极点分布特征的半波长交流输电线路谐波传输特性分析［J］. 高电压技术，2018，44(1)：51-58.
ZHOU Shengjun，CHEN Chang，TAN Meng，et al. Analyses of harmonic transmission characteristics of half-wavelength ac transmission line based on pole distribution feature of frequency-length facter［J］. High Voltage Engineering，2018，44(1)：51-58.
［9］陈畅，杨洪耕，谈萌.非标准半波长交流输电线路谐波传输特性分析［J］.电网技术，2018，42(5)：1580-1587.
CHEN Chang，YANG Honggeng，TAN Meng. Harmonic transmission characteristic analysis of non-standard half-wavelength AC transmission line［J］. Power System Technology，2018，42(5)：1580-1587.
［10］朱永强，郝嘉诚，唐萁，等.大型光伏电站集电系统谐波传递网络分析［J］.电力建设，2016，37(10)：122-129.
ZHU Yongqiang，HAO Jiacheng，TANG Qi，et al. Analysis of harmonic transfer network of collecting system of large-scale photovoltaic power plant［J］. Electric Power Construction，2016，37(10)：122-129.
［11］李澍森，陈晓燕.500 kV和220 kV系统电压谐波水平之间的关系探讨［J］.电网技术，2002，26(6)：49-52.
LI Shusen，CHEN Xiaoyan. Relationship between harmonics voltage levels of 500 kV and 200 kV network［J］. Power System Technology，2002，26(6)：49-52.
［12］陈甜甜，胡蓉，金祖洋，等.邻近直流输电落点的城市电网谐波传导特性分析［J］. 电网技术，2015，39(10)：3000-3004.
CHEN Tiantian，HU Rong，JIN Zuyang. Analysis research on harmonic transmission characteristics of urban power network adjacent to UHVDC terminal location［J］. Power System Technology，2015，39(10)：3000-3004.
［13］BONNER A，GREBE T，GUNTHER E，et al.Modeling and simulation of the propagation of harmonics in electric power networks. I： Concepts models and simulation techniques［J］.IEEE Transaction on Power Delivery，1996，11(1)：452-465.
［14］崔康生，文俊，赵晓斌，等.多相耦合输电线路频率相关模型的动态分段非解耦算法［J］. 中国电机工程学报，2019，39(8)：2307-2314.
CUI Kangsheng，WEN Jun，ZHAO Xiaobin. Flexibly segmented non-decoupling algorithm for frequency-dependent model of multi-phase coupled transmission line［J］. Proceedings of the CSEE，2019，39(8)：2307-2314.
［15］孔维波. MIDC系统谐波特性的研究［D］.北京：华北电力大学，2017.
KONG Weibo. Research on the harmonic characteristics of MIDC system［D］. Beijing: North China Electric Power University, 2017.

[1]	董玮1，黄晶生1，施恩泽2，吴学智2，荆龙3. 交流系统不平衡对MMC-HVDC运行影响分析及其保护控制[J]. 电力建设, 2017, 38(8): 129-.
[2]	焦晓鹏，刘青 . 基于改进快速排序算法的MMC均压控制策略 [J]. 电力建设, 2017, 38(7): 146-.
[3]	任建文，许英强，易琛. 考虑直流联络线功率调整的跨区风电消纳模型[J]. 电力建设, 2017, 38(11): 129-.
[4]	戚庆茹, 蒋维勇，刘建琴，常浩，周专. 基于柔性直流输电技术的特高压直流送端孤岛系统黑启动方法[J]. 电力建设, 2017, 38(10): 138-.
[5]	曹澄沙，肖湘宁，张剑. 一种阻断HVDC控制环节中次同步频率分量的方法[J]. 电力建设, 2017, 38(1): 49-.
[6]	赵峥，马为民. 并联换流器特高压直流输电系统可靠性研究[J]. 电力建设, 2016, 37(9): 86-.
[7]	李向阳，刘应梅，王明东. 供电无源网络的VSC-HVDC系统控制器及PI参数研究[J]. 电力建设, 2016, 37(7): 71-77.
[8]	李旭，陈树勇，唐晓骏，张鑫，申旭辉，吕思卓. 电阻型超导故障电流限制器应用于VSC-HVDC系统的位置优选研究[J]. 电力建设, 2016, 37(7): 78-83.
[9]	金祖洋，杨洪耕，赵海杉. 特高压直流输电系统异常换相失败的机理研究[J]. 电力建设, 2016, 37(7): 126-132.
[10]	郑超，杨金刚，滕予非，李惠玲，吕思卓. LCC与VSC型直流馈入对弱受端电网特性的影响[J]. 电力建设, 2016, 37(4): 84-90.
[11]	赵婷婷, 肖宇，韩肖清，王鹏. 双向VSC-HVDC传输系统的归一化控制与运行[J]. 电力建设, 2016, 37(4): 110-116.
[12]	郝长城，王华锋，杨万开，王斌泽，周亮. 一种±800 kV直流换流阀技术改进方案及验证[J]. 电力建设, 2016, 37(2): 112-117.
[13]	王旌, 韩民晓，姚蜀军，田春筝，司瑞华，唐晓骏. 特高压直流输电分极接入运行特性分析[J]. 电力建设, 2016, 37(10): 54-.
[14]	朱坤琳，温渤婴. 高压直流输电系统的无功功率平衡和控制方法[J]. 电力建设, 2015, 36(9): 35-42.
[15]	李高望，李亚男，邹欣. ±800 kV锡盟—泰州特高压直流输电工程交流侧暂态过电压[J]. 电力建设, 2015, 36(9): 57-61.

高电缆化率对直流受端输电网谐波传递特性的影响

Impact of High Cable Rate on Harmonic Transfer Characteristics of Transmission Power Grid at HVDC Receiving-End

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价